题目内容

(18分)如图所示,在离地面H=5.45m的O处用长L=0.45m的不可伸长的细线挂一质量为0.09kg
的爆竹(火药质量忽略不计),把爆竹拉起至D点使细线水平伸直,点燃导火线后将爆竹静止释放,爆竹刚
好到达最低点B时炸成质量相等的两块,一块朝相反方向水平抛出,落到地面上的A处,抛出的水平距离
s=5m。另一块仍系在细线上继续做圆周运动,空气阻力忽略不计,取g=10m/s2,求:

(1)爆竹爆炸前瞬间的速度大小v0
(2)继续做圆周运动的那一块在B处对细线的拉力T的大小;
(3)火药爆炸释放的能量E。

(1)3m/s    (2)12.55N      (3)2.88J

解析试题分析:解:(1)设爆竹的总质量为2m,爆竹从D点运动到B点过程中,
根据动能定理,得          (2分)
解得     (2分)
(2)设爆炸后抛出的那一块的水平速度为v1,做圆周运动的那一块的水平速度为v2
对抛出的那一块,有:
       (2分)
    (2分)
解得v1=5m/s
对系统,根据动量守恒定律,得
      (2分)
在B处,对于做圆周运动的那一块,根据牛顿第二定律,得
       (2分)
根据牛顿第三定律,得
做圆周运动的那一块对细线的拉力 (1分)
联立以上各式,解得        (1分)
(3)根据能量守恒定律,得
          (2分)
解得E=2.88J         (2分)
考点:动能定理  平抛运动 动量守恒 牛顿运动定律 能量守恒定律

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